运算放大器、差分放大器和仪表放大器之间有什么区别?

电器工程 运算放大器
2022-01-23 07:48:48

RS Components 列出了三类类似放大器:运算放大器差分放大器仪表放大器我认为应该有一个单独的部分称为运算放大器。为什么存在这三个独立的部分?这种差异有什么意义?

4个回答

运算放大器是一种集成电路,在某种程度上是一个积木。运算放大器的输入端(V+ 和 V-)具有很高的阻抗,因此进入这些输入端的电流非常小。运算放大器性能的一般公式是 Vout=A*(V+ - V-),而 A 是一个非常大的数字。当以反馈模式连接时,运算放大器可以有许多不同的配置(即使“开环”增益是一个非常大的数字。

根据定义,差分放大器也具有 Vout=A*(V+ - V-) 的关系,但 A 可以比在开环运行的运算放大器中小得多,并且流入输入的电流不一定是零。输入阻抗可以相对较低,并且每个输入的输入阻抗不需要相同。差分放大器可以由一个或多个运算放大器和一些电阻器组成,也可以由更基本的部件组成,例如晶体管。

仪表放大器是一种特殊的差分放大器。一般来说,它是一个差分放大器,但两个输入端的输入阻抗非常高(意味着输入电流非常小),并且每个输入端的输入阻抗都相同。通常有一种方法可以用一个电阻改变增益。很多时候,仪表放大器具有三运放配置(或同等配置),两个运放作为输入级,输出级是一个简单的单运放差分放大器,具有可用于移动的参考点周围的基线。由于差分放大器上的电阻通常在集成电路内部进行激光微调,因此共模抑制非常高。还有两种运算放大器仪表放大器配置,

运算放大器通常会被设计成当在合适的反馈系统中使用时,输入总是在某个指定的相等容差内;大多数运算放大器都采用高阻抗输入设计,但“高”的高低可能会有所不同。

差分放大器通常设计用于测量两个输入之间的电压差。差分放大器通常具有平衡但有限的输入电阻,其中许多可以在输入电压大大超出电压轨的情况下工作。这种放大器的最大问题之一是,如果输入连接到具有不同电阻的东西,流入或流出输入的电流将对它们产生不同程度的影响。

仪表放大器与其他类型的差分放大器一样,旨在测量输入电压之间的差异。然而,与许多其他差分放大器不同,仪表放大器会将两个输入直接馈入高阻抗非反相放大器级,而无需其他电阻负载。这意味着两个输入都必须在电源轨内,但没有电阻负载意味着不需要大量电流流入或流出输入;这反过来意味着即使输入连接到具有不同电阻的东西,这种差异也不会影响测量精度。

运算放大器是可用于许多应用的通用设备。如果要求不是太严格,它们可以用来制作差分放大器和仪表放大器。差分放大器专门设计用于放大 2 个输入信号之间的差异。它们可能包括专门匹配的电阻器,以帮助优化此功能。仪表放大器专为需要出色直流特性、高输入阻抗、低噪声和漂移的应用而设计。它们还可能包括板载电阻器,以便在不使用外部组件的情况下进行增益选择。由于差分和仪表放大器不是通用运算放大器,它们通常被列在不同的类别中。虽然不如运算放大器通用,

运算放大器有两个输入和一个输出。

仪表放大器通常具有三个输入(参考是一个输入)和一个增益控制设施,以及一个输出。

差分放大器通常有两个输出和两个输入。

没有一个可以直接在电气上互换,这是一种性能,通常是功能性的东西。

所有这些都旨在解决不同的解决方案。